A. 小清河沿岸土壤地球化學環境研究
一、小清河流域元素地球化學特徵
小清河源於濟南諸泉，西起睦里庄，東注萊州灣，幹流全長237 km，流域面積10 336 km2。小清河流域是山東省的重要經濟發展區，有工業重鎮淄博市及新興工業城市廣饒和勝利油田，工業門類齊全，鄉鎮企業星羅棋布；農作物種類繁多，不但有小麥、玉米和棉花各類，而且有享譽國內的黃河、明水大米、章丘大蔥和壽光蔬菜，聞名全國的北方第一個噸糧縣市——桓台即位於工區的中南部。但是，自20世紀70年代以來，隨著流域內濟南、淄博及齊魯石化等城市和工礦企業的迅速發展，工業廢水和生活污水排放量逐年增加，全流域污水排放量佔小清河年平均徑流入海量的2/3還要多，致使小清河水環境惡化，水體污染嚴重，水體的污染使得許多地方農灌水質超標情況嚴重。由於農業用水匱乏，污水灌溉面積不斷擴大，污水灌溉使得土壤中Gr、Pb、Cu等重金屬和有機污染物的積蓄量成倍增加，致使土壤環境質量嚴重下降，污灌區農畜產品質量下降，據統計全省主要污灌區糧食作物重金屬超標率達25%。近幾十年來，沿河污染區癌症、肝病和胎兒畸形的發病率明顯增高。
因此，開展小清河沿岸土壤環境質量研究，查清小清河沿岸土壤環境污染狀況，進行土壤環境質量評價，並提出土壤改良的對策和措施，對提高研究區農產品質量和保障人民身體健康有著十分重要的意義。
研究區西起濟南市，東到渤海入海口；北起曲堤—高青縣城—純化鎮一線，南到鄒平—桓台。轄濟南、淄博、東營、濰坊和濱州五地市的章丘、濟陽、鄒平、高青、博興、桓台、廣饒和壽光8縣市。
（一）小清河流域元素地球化學含量特徵
1.小清河沿岸土壤元素統計特徵
小清河沿岸土壤元素含量分布見表3-17，在25 項分析元素和指標中，大多數剔出離群值前後算數均值差異較小，僅Cr、Hg、Mo、Se和S 5項均值差異較大，Cr由81.21×10 -6變為72.44×10 -6，Hg 由52.8×10 -9變為29.6×10 -9，Mo 由0.657×10 -6變為0.589×10 -6，Se由0.25×10 -6變為0.20×10 -6，S由0.083%變為0.027%。
就變異系數來看，25項指標中有20項指標變異系數在0.5以內，數據離散程度較高的元素或指標有 S、Hg、Cr、Se、Zn，其變異系數原始值為5.74、2.03、0.79、0.69、0.64，剔出離群值後這5 項指標的變異系數分別為0.30、0.35、0.11、0.25、0.16，均＜0.4。
表3-17 小清河流域表層土壤組分地球化學含量特徵參數表
就元素背景值的分布來看，區內土壤背景中As、Hg、Mo、SiO2、Al2 O3、TFe2 O3、K2 O等元素基本接近黃河下游流域，Na2 O、P、B元素略低，而Cd、Co、Cr、Cu、F、Mn、Ni、Pb、V、Zn、N、S、Se、CaO、Mg則略高於黃河下游流域土壤；小清河沿岸土壤中Co、Mn、Mo、Pb、Na2 O元素明顯低於山東省土壤均值，其中Mo僅為山東省土壤的0.1倍，As、B、Cd、Cr、F、Hg、Ni、Zn、Se、TFe2 O3、MgO、CaO等元素均高於山東省土壤均值，其中CaO、Mg0、Cd元素分別是山東省土壤的2.56、1.78、1.79倍，而Cu、Al2 O3、K2 O則與山東省土壤均值基本相當；小清河沿岸土壤中As、Hg、Mo、Se、Pb、Zn元素明顯低於我國土壤均值，其中Hg、Mo僅為我國土壤的0.46、0.3倍，Cd、Cr、F、Cu、Ni、MgO、CaO、Na2 O則高於我國土壤平均值，其中MgO、CaO分別是我國土壤的1.84、2.88倍，其餘元素基本接近我國土壤平均值。
2.小清河上、中、下游土壤元素分布特徵
將小清河上游、中游和下游不同地段的表層土壤元素含量統計資料進行對比（圖3-31），可以發現上游土壤元素中，F、Mn、Al2 O3、S、MgO、K2 O背景值低於中游和下游土壤背景值，SiO2和Na2 O在上游土壤背景值中最高，而其他元素高於下游土壤元素背景值而低於中游土壤元素背景值。中游土壤中As、B、Cu、Cd、Cr、Co、F、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn、Se等元素背景值均高於上、下游土壤元素背景值，其中Cd、Hg、Se分別為下游土壤背景值的1.3、1.6 和1.4 倍，而SiO2和Na2 O則低於上、下游土壤背景值。
圖3-31 小清河上、中、下游土壤元素背景值圖
3.小清河南岸、北岸土壤元素分布特徵
對比小清河南、北兩岸土壤元素背景值統計，有如下規律，見圖3-32，南岸土壤中Hg、P、Pb、N、SiO2和Na2 O背景值略高於北岸土壤元素背景值，其中Hg是北岸土壤背景值的1.2倍；As、B、Cd、Cr、F、Mn、Ni、Pb、Zn、Se等元素及氧化物均低於北岸土壤元素背景值，其中 As、S、CaO 分別為北岸土壤背景值的 0.86、0.88 和0.81倍。
圖3-32 小清河南岸、北岸土壤元素背景值圖
（二）元素剖面特徵
1.小清河沿岸水平土壤剖面元素的分布特徵
分別在歷城區、博興縣和王道3處垂直小清河方向布置3條水平剖面，通過對3條剖面的數據統計表明，元素含量在不同土壤剖面的分布差異較大，在同一土壤剖面的小清河兩岸也存在顯著差異，見表3-18。
表3-18 小清河沿岸土壤水平剖面元素含量統計表
續表
1）歷城剖面南從王舍人鎮開始，北到劉家集，居民點較密集。此剖面南岸土壤主要分布潮褐土，而北岸以潮土和鹽化潮土為主。統計表明：南岸土壤元素As、Cr、F、Hg、Ni含量明顯比北岸高，而Cd、Cu、Se、P則低於北岸，其餘元素含量水平較為接近。但重金屬元素的含量均高於小清河土壤背景值，可能對土壤環境造成一定程度的污染，這與人類活動的影響有關。
2）博興剖面南從起鳳鎮北到博興縣城西的西伏村，南岸土壤以濕潮土亞類為主，北岸以潮土為主。統計表明：重金屬元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn在北岸土壤的分布明顯高於南岸，而有益元素B、Mo、Se、N、S、CaO的含量則南岸明顯高於北岸。
3）王道剖面南起卧鋪鎮北到廣北農場，土壤類型為鹽化潮土。北岸土壤元素含量水平明顯比南岸低，其中北岸土壤重金屬元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量明顯低於小清河背景值含量，南岸則略高。
2.小清河沿岸垂直土壤剖面元素的分布特徵
1）歷城垂直土壤剖面元素的分布。野外發現剖面土壤質地上層基本為砂質粘土，60 cm以下為粘土。深部有鐵銹出現。隨深度增加，有機質含量降低，土壤元素也表現出規律性變化（圖3-33）。土壤主成分SiO2、MgO、K2 O、CaO、Na2 O 隨深度變化不大，推斷原始沉積物組成比較穩定，沉積韻律分層不明顯。表層土壤中N、P、Cr、Hg、S、Se、Cd、Pb等元素含量異常高，並在地表至80（100）cm深度段劇烈下降，尤其是N、P、Se、S、Hg元素。認為人類生產活動對土壤的影響作用較大，推測影響深度100 cm。TFe2 O3、Al2 O3、Mn、B、V、Co等元素含量隨深度的增加而增加，並在土壤深部富集，原因土可能為壤表層成酸性，在表生作用下元素以離子化合物的形式向土壤底層遷移，從而造成元素在底部較為富集。As、F、Ni、Cu、Zn、Mo等元素含量隨深度的增加變化不明顯。
2）博興土壤垂直剖面元素的分布特徵。野外發現剖面上土壤質地無明顯變化，均為粘土。隨深度的增加，多種元素均表現出了規律性的變化（圖3-34）。土壤主成分SiO2、Na2 O隨深度增加略有變化，在0～100 cm深度段較為穩定，而從100 cm處隨深度增加而增加；TFe2 O3、Al2 O3、MgO、K2 O及V、Co、Mn（與TFe2 O3、Al2 O3呈極顯著相關）等元素則相反，在100 cm處隨深度的增加而降低。雖然成壤作用能引起表層土的粘土化、礦物組成的垂向變化，但礦物組成的這種截然變化顯然與原始沉積組成的關系更為密切。As、Cd、Cr、Hg、Ni、F、Cu、Pb、Zn、N、P、S、Se等元素隨深度的增加而降低，而且在土壤表層異常富集，並在地表至60 cm深度段內急劇下降，尤其是N、P、Hg元素。這種分布除了與原始沉積組成分層有關，還與土壤質地、有機質含量制約下的表生活化遷移、吸附沉澱再分配作用有關。其中N、P、Hg、S等呈強烈表土富集特徵，這顯然與污染有關。C、B、Mo等元素隨深度的增加變化不明顯。
圖3-33 小清河沿岸土壤歷城剖面元素分布圖
3）王道土壤垂直剖面元素的分布特徵。土壤類型以鹽化潮土為主。野外發現剖面上土壤質地以粘土、砂粘土為主，土質較疏鬆。元素含量隨深度的呈現明顯的規律性（圖3-35）：土壤主成分SiO2、Na2O含量隨深度增加而增加，TFe2O3、Al2O3、K2O、MgO等在土壤表層富集，自60cm急劇下降後趨於背景值，這可能與土壤粘/砂組成、有機質變含量化有關。As、Cd、Cr、F、Hg、Ni、Cu、Pb、Zn、Mn、N、P、Se、S等元素在地表至60cm深度段富集，自60cm急劇下降後趨於背景值，尤其是N、P、S、Cu、Pb、Zn元素。這種分布一方*與土壤原始沉積組成有關，另一方*表生作用下引起的N、P、S、Cu、Pb、Zn等元素的強烈富集特徵顯然受到了污染的影響。As元素在地表至130cm急劇下降後明顯回增，可能與經歷了淋漓作用而使As向下遷移有關。CaO自地表至60cm逐漸增加，中部富集，從60cm至深部急劇下降，這可能與礦物磷肥使用有關。B、Mo等元素自地表至深部無明顯變化。
圖3-34 小清河沿岸土壤博興剖面元素分布圖
圖3-35 小清河沿岸土壤王道剖面元素分布圖
（三）土壤元素的組合特徵
1.聚類分析
聚類分析是一種多元統計方法，主要用於辨認具有相似性的事物，並根據彼此不同的特性加以「聚類」，使同一類的事物具有高度的相同性。用聚類分析對背景值進行元素分類，能比較自然和客觀地描述多樣本元素背景值之間的差異和聯系。聚類分析方法的原理是通過多樣本間的相似性程度，將元素（或樣本）進行分類，使得類內所有元素之間具有較密切的關系，而各類之間的相互關系相對比較疏遠。通常採用某些指標來表示多樣本土壤地球化學特徵的相似程度，依據指標主要是各地球化學特徵間的相關系數。從中選出符合農業地質解釋的聚類分析成果。通過對小清河沿岸表層土壤元素聚類分析譜系圖（相關系數、歐式距離），見圖3-36，25種元素存在以下元素組合：
圖3-36 小清河沿岸表層土壤元素聚類分析相關系數譜系圖
1）TFe2 O3、Al2 O3、Co、Ni、V；
2）Cd、Zn、Mo、Pb、Se；
3）F、Mn、As；
4）SiO2、Na2 O；
5）N、P；
6）Hg、P、Cr；
7）S。
2.因子分析
因子分析是對大量地質觀測數據進行分析和做出較為合理解釋的一種多變數統計分析方法，它能夠通過數據方法將許多變數彼此間具有的錯綜復雜的關系體現出來。對小清河沿岸土壤選用了反映農業地質背景特徵的25個元素進行因子分析。根據特徵根的特徵根百分比（方差貢獻）和累計百分比。計算結果顯示前4 個特徵值方差貢獻百分比達71.187%，取前4個特徵值已經能夠提取原始數據變化的70%以上的信息，已足以說明問題。
計算初始因子載荷矩陣，並採用方差極大進行正交旋轉使因子載荷矩陣結構簡化，表3-19 為旋轉後的因子載荷矩陣。由表可見：和第一主因子呈正相關的元素為As、Co、F、Mn、Ni、V、Al2 O3、TFe2 O3、K2 O，而 Na2 O 呈負相關；和第二主因子呈正相關的元素有Cd、Cu、Hg、Mo、Pb、Zn、Se；和第三主因子成正相關的元素為S、CaO，呈負相關的元素SiO2；和第四主因子呈正相關的元素為N、P，呈負相關的元素是Cr。
表3-19 小清河沿岸表層土壤旋轉後因子載荷矩陣表
由主因子得分圖（圖3-37）分析，主因子1代表的金屬元素的組合特徵在小清河中段表現突出，該段屬於博興和高青縣轄區，此外在濟南周邊也出現了高值區分布。主因子2代表的Cd、Cu、Hg、Mo、Pb、Zn、Se元素是表層土壤質量的重要辨別指標，此因子在濟南市地區表現突出，說明城市人為污染對於這些離子在土壤中的富集影響較大。因子3表示S、SiO2、CaO元素的組合可以認為是土壤地質因素的表徵，其分布與小清河沿岸內土壤類型的分布較為吻合。主因子4 表示的是N、P元素的組合，該因子在小清河中段農業發達地區表現突出，說明農業活動對於這些元素的分布具有一定的影響。
圖3-37 小清河沿岸主因子得分圖
二、小清河流域環境污染現狀
小清河流域為山東省重要的工業集中區，包括有濟南市、濟寧市和淄博市等省內重要的大型工業城市，主要污染源有化肥廠、塑料廠、鋼鐵廠、煉油廠、重型機械廠、制葯廠和發電廠等。近幾年，隨著鄉鎮企業的迅速崛起，小型廠礦企業林立，種類繁多，遍布於主要縣城和鄉鎮。由於工業三廢排放治理不好，給環境帶來了嚴重污染和危害。
區內污染源包括：污水廢水、固體廢棄物、城市垃圾和醫療垃圾，以及化肥農葯等。大的企業主要有山東化工廠、濟南裕興化工總廠、濟南元首針織公司、山大第二附屬醫院、齊魯制葯廠、黃台發電廠、濟南大易造紙三廠和濟南化纖總公司等數十家。
區內污廢水主要來自城市生活污水和工業廢水。廢水中主要污染物為氯化物、硫酸鹽、化學需氧量、氟化物、揮發酚、氨氮、氰化物、As、Pb、Cr、Cd、Hg。根據已有資料將工區內幾家重點工業污染源 COD（化學需氧量）排放量統計於表3-20 中。
表3-20 區內重點工業污染源COD 排放量統計表
註：資料來源為濟南市環保局《濟南市水污染防治規劃》。
目前研究區內產渣最多且相對集中的污染物主要是冶煉廢渣，粉煤灰、爐渣、煤矸石和尾礦。以濟南為例，固體廢棄物處置工作是固體廢棄物管理的薄弱環節，目前主要處置方法是焚燒和填埋。濟南固體廢棄物的貯存方式多種多樣，貯存點比較分散，貯存的固體廢棄物主要有煤矸石、粉煤灰。煤矸石主要貯存於各大煤炭公司；粉煤灰主要貯存在小清河和大寺干灰場等處。由於大部分的固體廢棄物得到了很好的管理，沒有排放到環境中去。
從產生固體廢棄物的行業分布來看，產生固體廢棄物最大的是冶煉、熱電、採掘和化工等行業，占據了總量的90%以上，其中濟鋼是最大固體廢棄物產生源，平均年產生量為155.6×104 t。
濟南含鉻廢棄物主要由濟南裕興化工廠產生，包括Cr渣、Al泥。由於Cr渣中含有有毒成分Cr6＋，對周圍環境有嚴重危害。粉煤灰的產生較為集中，主要分布在歷城區的黃台發電廠，1998年黃台電廠產生粉煤灰57.5×104 t。鋼渣產生較為集中，主要分布在歷城區濟鋼總廠的廠部和西部（表3-21）。
表3-21 固體廢棄物重點產生源產生量統計表
註：資料來源為濟南市環保局《濟南市水污染防治規劃》。
城市垃圾主要由居民生活垃圾、道路清掃垃圾、商業垃圾和企事業單位生活垃圾幾部分組成。根據調查1998年濟南市年產生活垃圾在55×104 t左右，工區內生活垃圾占濟南市生活垃圾的近 1/6。生活垃圾的清運率、處理處置率為 100%，無害化處理達到92.14%。雖然清運率達100%，但並沒有全部進行無害化處理，仍有部分垃圾不作任何處理，就在各簡易垃圾堆放場堆放，或排放到郊區農村，對環境造成污染。
由於醫療垃圾有毒、有菌和有害，是造成社會交叉感染的主要污染源之一。濟南日產醫療垃圾4269kg，醫療垃圾的致病菌遠遠高於生活垃圾和工業垃圾，而且醫療垃圾的處理方式主要為焚燒和填埋，會使局部大氣環境受污染，增加疾病傳播、蔓延的概率，加劇填埋場地下水質污染。故必須加強對醫療垃圾的管理、收集和處理。
此外小清河上游地區農業以小麥、水稻和玉米等農作物為主。農業施肥以化肥為主，農家肥為輔。另外農葯的噴施及地膜的使用都對環境造成一定污染。農家肥、化肥、農葯的大量使用，大部分為農作物吸收，有部分隨降水、灌溉滲入地下，污染地下水體。
三、土壤環境質量評價
（一）評價因子及標准
土壤環境質量評價以國家標准（GB 15618—1995）《土壤環境質量標准》為評價標准（表3-22）。該標准只規定了8項組分或指標的標准，即Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni等8種元素的不同等級的上限含量。故評價因子選擇這8個元素。
表3-22 土壤環境質量標准值表 單位：10 -6
續表
註：①重金屬（Cr 主要是三價）和 As 均按元素量計，適用於陽離子交換量 ＞5cmol（＋）/kg，若≤5cmol（＋）/kg，其標准值為表內數值的半數。②六六六為4種異構體總量，滴滴涕為4種衍生物總量。③水旱輪作地的土壤環境質量標准，As採用水田值，Cr採用旱地值。
（二）單因子評價
1.單因子環境質量分級統計
小清河流域內重金屬元素單因子環境質量評價統計結果見表3-23。汞、砷、鎘、鉛、鋅、銅、鉻、鎳等單因子土壤環境質量評價結果表明：小清河調查區內表層土壤質量整體以Ⅰ類、Ⅱ類為主，同時Ⅲ類及超Ⅲ類土壤樣本在佔有一定的比例，但比例控制在3%以內。單因子指標中Cu、Ni、Pb 3項指標沒有出現超3類土壤，且其中Ⅰ類土壤樣本數達到了90%以上。表層土壤中Hg、Zn元素4 類等級均有出現，其中Ⅰ類比例超過了90%，超Ⅲ類土壤樣本僅有1～2個，比例不超過1%。As、Cd兩指標也是4類等級均有出現，其中雖有超3類土壤出現，但其比例也不超過1%，與Hg、Zn相比，其Ⅰ類土壤的比例有所減少，同時Ⅱ類比例增加。Cd在所有單因子評價指標中Ⅰ級所佔比例最小，而3類所佔比例最大。本調查區內金屬Cr元素超Ⅲ類土壤樣本數量最大，佔到了全部樣本的0.6%。綜合而言，小清河流域土壤質量等級目前仍然能夠保障農業生產安全。
2.單因子環境質量分級分布特徵
As指標的環境質量等級以Ⅰ類土壤為主，Ⅱ類土壤主要分布在小清河中游流域，集中在華山鎮、孫鎮、樊家林、丁家莊、博興縣和丁庄鎮一帶，以島狀形式分布，分布面積占總面積的5%。雖然總體質量較好，但注意的是博興縣境內分布面積大，且有與周邊鄉鎮相連的趨勢。
Cd指標的環境質量等級以Ⅰ類土壤為主，Ⅱ類土壤分布在濟南及東北部鄉鎮及博興、高青和鄒平等縣，Ⅲ類土壤主要集中在小清河上游的濟南市、北園鎮一帶。
Cr指標的環境質量等級主要以Ⅰ類土壤為主，但同時Ⅲ類和超Ⅲ類土壤也有分布。Ⅱ類土壤分布在小清河上游的濟南市附近以及中游流域的樊家林、高城東—博興縣西之間及博興縣東部等區域，Ⅲ類土壤主要分布在濟南市北園鎮城區以及寨郝鎮，超Ⅲ類土壤僅在濟南市北園鎮北部分布。
銅指標的環境質量等級Ⅱ類土壤主要分布在小清河上游濟南市城區及東北部地區和中游的博興縣東部，博興縣境內僅以零星的島狀形式分布。
表3-23 小清河調查區表層土壤樣品單因子評價環境質量統計表
Hg指標的環境質量等級主要以Ⅰ類土壤為主，雖然Ⅱ類和超Ⅲ類土壤也有分布，但是主要集中在濟南市城區。從其分布形態來看，雖然目前Ⅲ類土壤僅以島狀分布在濟南城區，但是其外圍的Ⅱ類土壤分布范圍有向下游蔓延的趨勢，因此在今後的工作中因密切監測其發展動態。
Ni指標的環境質量等級以Ⅰ類為主，Ⅱ類土壤主要集中分布在小清河中游，鎳的Ⅱ類土壤分布區較為分散，主要分布在華山鎮和丁家莊、寨郝鎮北—龍河等區域。
Pb指標的環境質量等級以Ⅰ類土壤為主，Ⅱ類土壤僅分布在濟南市城區及周邊的部分鄉鎮駐地。在北園鎮、姚家鎮、王舍人鎮和郭店鎮等部分居民點分布有Ⅱ類土壤。
Zn指標的環境質量等級主要以Ⅰ類土壤為主，但Ⅱ類和Ⅲ類土壤在小清河上游流域也有分布。Ⅱ類土壤集中在濟南市城區及北園鎮—濼口、姚家鎮—北灘頭及郭店鎮一帶。Ⅲ類土壤分布在郭店鎮西北部小清河支流兩岸，疑似當地工廠排放工業廢水引起的點狀污染。
3.單因子污染指標分析
通過計算各評價指標的單項污染指數等指標，可以反映出評價區內各指標對於環境質量的影響，從而分析出區內環境污染的影響程度。常用的污染指標包括：
1）土壤單項污染指數。單項污染指數指數小污染輕，指數大污染則重。其計算公式為
土壤單項污染指數＝土壤污染物實測值/土壤污染物質量標准
2）土壤污染物累積指數。由於土壤地區背景差異較大，有時用土壤污染累積指數更能反映土壤的人為污染程度。土壤污染累積指數的計算公式如下：
土壤污染物累積指數＝土壤污染物實測值/污染物背景值
3）土壤污染物分擔率。土壤污染物分擔率可評價確定土壤的主要污染項目，污染物分擔率由大到小排序，污染物主次也同此序。
土壤污染物分擔率（%）＝（土壤某項污染指數/各項污染指數之和）×100%
4）土壤污染超標倍數。土壤污染超標倍數是能反映土壤的環境狀況統計量。
土壤污染超標率＝（土壤某項污染物實測值-某污染物質量標准）/某污染物質量標准
5）土壤樣本超標率。土壤樣本超標率也是反映土壤的環境狀況一個統計量。
土壤污染樣本超標率（%）＝（土壤樣本超標總數/檢測樣本總數）×100%
計算8項因子的污染指標，其計算結果如表3-24 所示。結果表明全區土壤指數較低，污染程度很輕微，小清河沿岸土壤污染物主要以As、Cd、Cr、Ni為主，重金屬元素污染的主次順序為：Ni＞Cd＞As＞Cr＞Zn＞Cu＞Hg＞Pb。各單項的污染物超標倍數均＜0，說明全區土壤環境質量良好，污染規模小，不足以影響全區。
表3-24 小清河流域表層土壤污染指數、超標率統計表
註：比較標准為二級土壤上限值。
（三）綜合評價
1.模糊綜合評價
各區域模糊評判結果統計如表3-25所示，數據顯示小清河地區土壤以Ⅰ類、Ⅱ類為主，無超三類土壤出現。Ⅲ類土壤樣本數為10 個，所佔比例 ＜0.5%。總體環境質量較好。
表3-25 各調查區表層土壤樣品模糊綜合評價環境質量統計表
土壤綜合環境質量等級分布如圖3-38。可以看出，大部土壤為Ⅰ類和Ⅱ類級別。這種結果與單因子評價的結果似有差別，但是細究之可以得出：這是由於我們在選取權重的時候，是根據個因子超標的倍數，最後進行均一化得來的，因而模糊評價的結果說明各地區土壤環境背景優良，即便是部分遭遇了污染的區段，目前也只是處於較為低級的階段，各區域的整體地表土壤環境是較優的。
一類土壤主要分布在小清河北岸的遙牆—高官寨鎮—魏橋鎮及西劉橋—卧鋪—羊口一帶，二類土壤主要分布在濟南市周圍、小清河上游的南岸土壤及小清河中游一帶，三類土壤主要分布在濟南市區及個別鄉鎮駐地附近土壤。
圖3-38 小清河流域表層土壤綜合環境質量等級分布
2.綜合指數評價
綜合指數法的計算，一般是在求解單因子的污染分指權的基礎上，運用不同的數學模型進行計算的。選用綜合指數法中的內梅羅指數法，該指數反映了各污染物對土壤的作用，同時突出了高濃度污染物對土壤環境質量的影響，其計算方法如下：
魯西北平原典型生態區地質地球化學環境研究
式中：P為綜合污染指數；I＝Ci/Si（實測值/背景值），背景值為小清河沿岸土壤中該元素的背景值。
圖3-39 小清河流域土壤環境內梅羅指數評價圖
小清河土壤重金屬綜合污染分布如圖3-39，嚴重污染區主要集中在濟南市城區北園鎮至華山鎮區域的小清河兩岸，在寺後張、西相村和南口等居民點也有零星分布，污染區重要分布在濼口、王舍人鎮和寨郝鎮等部分鄉鎮駐地，輕污染區主要集中在齊家，王舍人鎮—鄭家碼頭、辛集—起鳳鎮、曹家坡—高城鎮—博興縣城—龍河和王道—丁庄鎮等地，寺後張、九戶鎮、城外劉和許李等局部地區也受到重金屬輕微污染。
由以上評價結果可知區域目前土壤較為清潔，污染程度較小，但區內僅沾化的土壤目前沒有出現污染，其他區域均不同程度出現污染。分析出現污染區域的污染分布范圍及主要污染因素可以得出以下結論：
1）從污染的分布形態看，各地污染主要以點狀或孤島狀形式分布，魚台地區污染集中在濟寧西北的長溝一帶，章丘集中在章丘北部的白雲湖區，壽光集中在王高—田柳鎮，但小清河流域污染分布已經發展到面狀，污染集中在上游濟南市及中游博興縣范圍內。小清河流域污染區域分布范圍最大，且分布形態已經由點狀過渡到了面狀分布，擴展趨勢較快，在今後的調查中需要重點監測。
2）從污染的分布的地點看，各地污染分布表現出了較為統一的特徵，即污染指數較高的區域一定程度上是河道或交通道路所處的位置重疊。這一現象表明污染源如果不及時發現和治理的化，其擴散作用更迅速、作用范圍隨人類活動區域的拓展而更容易擴大，作用程度也更強烈。
3）從造成污染的指標分析，各地污染源有所差異。沾化地區Cr污染比重較大，魚台地區Cd污染貢獻值大，章丘、壽光和小清河流域均是Ni污染指數最大。
綜上所述，通過污染評價發現，評價區的土壤污染較為輕微，適合發展農業生產，但同時由於已經出現了局部污染，且污染有進一步擴大的趨勢，因此在今後的工作中應進一步開展污染源調查和防治的重點研究，以確保生態農業的健康發展。